Ученые учатся редактировать ДНК, нашли «вторую Землю», обнаружили инфекцию, на которую не действует антибиотик, и пытаются вырастить мозг

Так мог выглядеть Homo naledi, живший на юге Африки около 2 млн лет назад

Правка генома человека

Метод точечной правки ДНК под названием CRISPR/Cas9 изобрели в 2012 году, а в 2015-м впервые испытали на человеческих зародышах. Команда китайских генетиков из Гуанчжоу взяла оплодотворенные яйцеклетки, которые получаются при ЭКО — процедуре искусственного оплодотворения, и попробовала вырезать у них фрагмент генома, ответственный за тяжелую наследственную болезнь бета-талассемию. Успешно отредактировать ДНК удалось только у нескольких эмбрионов, но все они были изначально нежизнеспособны.

Западные научные журналы отказали авторам в публикации работы из соображений биоэтики: генетические эксперименты на людях — дело спорное. Кроме того, что это опасно, напоминает идею «улучшения человеческой породы», совершенно непонятно, как быть с теми, для кого эксперимент по удалению какого-нибудь вредного гена закончится неудачей.

В декабре в США собрали Международный саммит по редактированию генов человека. Чтобы обсудить китайский прецедент, в Вашингтон на три дня съехались 500 экспертов, от ученых до юристов, из 20 стран. Решили так: редактировать эмбрионы можно, а вот доводить дело до рождения генно-модифицированного человека (и вообще подсаживать такой эмбрион женщине) пока все-таки нельзя.

Голубое небо Плутона

В 2006-м, когда NASA запустило космический аппарат New Horizons к Плутону, тот оставался последней из планет Солнечной системы, про которую люди не знали практически ничего: даже на лучших фотографиях космического телескопа Hubble это была мутная точка. Спустя девять с половиной лет, 14 июля 2015-го, New Horizons добрался до цели и отснял ее настолько подробно, насколько это было возможно за считанные минуты пролета мимо со скоростью 40 тыс. км в час.

На снимках ученые нашли доказательство того, что на Плутоне есть равнины из замерзшего газа азота и скалы-айсберги из водяного льда, и главное — обнаружили геологическую активность неизвестной природы, которая заставляет ландшафты меняться со временем. Наконец, небо над планетой оказалось голубым, как на Земле: его окрашивают взвешенные в атмосфере частицы органических веществ-толинов, которые рассеивают белый солнечный свет.

Метод точечной правки ДНК может помочь в лечении тяжелых наследственных болезней

Кладбище недолюдей

Доисторические люди Homo naledi, которые жили на юге Африки около двух миллионов лет назад, были больше похожи на горилл, чем на кого-нибудь из нас: у них был мозг размером с апельсин и, вероятно, густой мех с ног до головы. Но от обезьян они отличались уже тем, что, похоже, хоронили своих мертвых: «Это новый вид Homo», — считают антропологи из команды южноафриканского профессора Ли Бергера.

На останки этого нового вида пра-человека совершенно случайно наткнулись спелеологи в пещере Райсин-стан в 50 км от Кейптауна — находкой были полторы тысячи костей: это самая большая порция останков древнего человека, которая когда-либо попадалась ученым одновременно. Позже антропологи Ли Бергера сосчитали, что кости принадлежали как минимум 15 разным людям и что все эти люди не похожи ни на кого из уже известных наших предков (хотя ближе всего к австралопитекам).

«Успокаивает только то, что если бы неуязвимые бактерии мгновенно вызывали эпидемию, то она должна была начаться еще в 2011-м»

Тупиковая пещерная камера, где была сделана находка, — совершенно не то место, где 15 человек могли бы жить: она находится в конце невероятно узкого лаза-шкуродера, и здесь не нашли ни орудий, ни остатков пищи. Единственное правдоподобное объяснение предполагает, что уже два миллиона лет назад сюда складывали тела умерших близких и тратили на это массу сил. Иными словами, даже для примитивных Homo naledi мертвые были больше, чем просто мусор, то есть покрытые шерстью полуобезьяны два миллиона лет назад уже имели  нечто вроде религии и ритуалов.

Мозг в пробирке

В августе профессор Университета Огайо Рене Ананд сообщил, что вырастил копию человеческого мозга размером с горошину. Почти такую же, как мозг 5-недельного эмбриона.

«Мини-мозг» понадобился в качестве модели, чтобы тестировать на нем лекарства. Для таких испытаний ученые давно научились растить и размножать в лабораторных условиях отдельные клетки, но Ананд зашел дальше: его «мини-мозг» мог похвастать наличием практически всего, что есть у настоящих больших мозгов — от нейронов всевозможных сортов до структур вроде сетчатки и больших полушарий.

В качестве исходного материала профессор брал у больных тяжелой наследственной формой аутизма клетки кожи, которые превращал в стволовые: те, в принципе, способны развиться дальше в любую ткань любого органа. В других лабораториях растят «мини-почки», «мини-сердца» и «мини-пищеводы», которые могут ускорить клинические испытания в разы. Но статус у открытия неопределенный: все ждут от Ананда публикации подробностей эксперимента в научном журнале, потому что пока он ограничился одним коротким докладом на конференции.

Стелларатор

16-метровый стальной бублик с клапанами — это новый термоядерный реактор Wendelstein 7-X, который запустили в декабре в маленьком немецком городке Грейфсвальд. Его задумали еще в 1950-е, строили почти 20 лет, и в итоге он обошелся почти в миллиард евро. Мотив для таких трат — надежда, что благодаря стеллараторам люди смогут через несколько десятилетий добывать энергию почти бесплатно за счет той же реакции термоядерного синтеза, которая заставляет Солнце светиться.

С 1950-х, когда в термоядерную энергию поверили всерьез благодаря бомбам, большинство физиков делают ставку на реакторы другой схемы — придуманные Андреем Сахаровым и Игорем Таммом токамаки. Но за 64 года с момента изобретения они так и не начали давать миру электричество. Срок запуска самого большого в мире токамака ITER, международного термоядерного реактора, в этом году в очередной раз перенесли — еще на шесть лет.

«Вторая Земля» — Kepler 452b (справа) на 60% больше нашей Земли (слева)

Дизайн у стеллараторов куда более замысловатый, и если токамаки гоняют плазму просто по замкнутому кольцу, то у стеллараторов вместо кольца что-то вроде ленты Мёбиуса, а сверхпроводящие магниты вместо простых и понятных колец имеют форму смятого эритроцита в разрезе. Зато есть шанс, что более сложная вещь окажется жизнеспособнее.

Вторая Земля

Год здесь длится 385 суток, дневной свет на 10% ярче, а сама планета Kepler-452b в созвездии Лебедя в полтора раза больше Земли. Из тысячи с лишним планет, найденных рядом с другими звездами, эта по своим характеристикам похожа на нашу больше всего. NASA объявило о ее открытии 23 июля, и официальную формулировку «вторая Земля» берегли на этот случай целых 20 лет с момента, когда в 1995 году нашлась первая планета, которая вращалась не вокруг Солнца, а вокруг подобной ему звезды 51 Пегаса.

Расчеты астрономов не исключают, что там плещется жидкий водяной океан. Есть ненулевой шанс, что на планете кто-нибудь обитает, но практически никакой возможности это узнать. От нас до нее 1400 световых лет: слетать невозможно, и даже послать сообщение и дождаться ответа (при условии что мы с гипотетическими инопланетянами друг друга поймем) займет 2800 лет.

Неуязвимая инфекция

Со времени изобретения пенициллина люди в цивилизованном мире перестали массово умирать от болезней, вызванных бактериями. При виде тифа, холеры или гнойных ран врачи больше не разводят руками: любую известную бактерию убивает если не один антибиотик, то точно другой. В 2015 году ученые столкнулись с первым исключением из правил.

В ноябре команда из Южнокитайского аграрного университета Гуанчжоу описала мутацию в гене MCR-1 у грам-отрицательных бактерий нескольких типов, которая делает их невосприимчивыми к «антибиотику последней надежды», колистину: он достаточно ядовит, и применяют его только в крайних случаях, когда ничего больше не помогает. Поражающие животных инфекции, устойчивые даже к этому антибиотику, обнаружились в 15% образцов мяса, обследованных учеными.

Носителем гена MCR-1 может быть и совершенно безвредная, не болезнетворная бактерия, а таких подавляющее большинство, поэтому 15% мяса в Китае никак нельзя назвать зараженным. Другое дело, что ген легко передается от одного вида к другому по так называемому механизму «горизонтального переноса». Рано или поздно, предупреждали исследователи, MCR-1 возьмет на вооружение какая-нибудь из опасных человеческих инфекций.

«Рано или поздно» наступило достаточно рано: уже в декабре 2015 года датские ученые нашли бактерии с MCR-1 в крови у больного, которого в этом году не смогли вылечить от сальмонеллеза, и — задним числом — в нескольких лабораторных образцах, собранных с 2011 по 2014 год. Успокаивает только то, что если бы неуязвимые бактерии мгновенно вызывали эпидемию, то она должна была начаться еще в 2011-м.

Вода на Марсе

Если ночью -70, вряд ли утром зажурчат ручьи. А на Марсе дела обстоят именно так: в конце сентября ученые NASA нашли на планете жидкую воду. Рабочая версия: идущие снизу потоки тепла растапливают лед, и если копнуть на два-три метра глубже сухой безводной поверхности, то обнаружатся условия, вполне комфортные для примитивной жизни вроде бактерий.

Обнаружить воду на Марсе астрономы всех рангов и званий мечтали с XIX века. Непосредственный автор открытия, о котором было объявлено в конце сентября, — 25-летний аспирант Лухендра Ойха, который 10 лет назад вместе с родителями эмигрировал в США из Непала и играет на бас-гитаре в рок-группе. В 21 год Ойха обратил внимание на темные полосы на спутниковых снимках Марса, которые то исчезают, то появляются от сезона к сезону. Еще четыре года заняло у него доказательство, что это — влажный грунт, который смачивают ручьи из густого солевого раствора.

Сети дружбы

«Возьмем все связи между друзьями у Пети, а потом между друзьями Васи — как узнать, одинаково устроены эти "сети дружб" или по-разному? Этот вопрос называют "проблемой изоморфизма графов"»

Когда у математиков опускаются руки, они считают, что столкнулись с NP-задачей. Обычно это значит, что единственный способ ее решить — перебрать по очереди все или почти все возможные варианты. Если бы все проблемы решались только так, никакой бы математики не было. Представьте, что единственным способом ответить на вопрос «у Марка 8 яблок, а у Луки 2, сколько яблок у Луки и Марка вместе?» было бы перепробовать все целые числа. 48? Не годится. 256? Тоже не годится. 18? Снова нет, какая жалость...

Как-то так до этого года обстояли дела в теории сетей (точнее, теории графов), которая имеет самое непосредственное отношение к работе Facebook, «ВКонтакте» или интернет-поисковиков. Возьмем все связи между друзьями у Пети, а потом между друзьями Васи — как узнать, одинаково устроены эти «сети дружб» или по-разному? Этот вопрос называют «проблемой изоморфизма графов», и она считалась практически нерешаемой NP-проблемой. Пока математик Ласло Бабай из Университета Чикаго в ноябре не описал свой алгоритм, который иначе как «прорывом» или даже «прорывом десятилетия» математики-комментаторы не называют. Бабай уже лауреат премии Геделя и премии Эрдеша (каждая в математической табели о рангах тянет на орден «Победа»), а получить теперь самую главную награду для математиков, медаль Филдса, Бабаю помешает разве что возраст — ее вручают ученым не старше 40.

Фото: NASA/Ames/spl-caltech/t.pile, youtube.com/Bryan Root and Hans Weis

Читайте также:

Подписаться
×
Мы используем cookie-файлы, для сбора статистики. Отключение cookie-файлов может привести к неполадкам в работе сайта.
Продолжая пользоваться сайтом без изменения настроек, вы даете согласие на использование ваших cookie-файлов.